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第一讲内能

一、知识点

热传递

1、定义

热可以从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分。这种现象叫做热传递。

2、热传递的条件

只要物体之间或同一物体的不同部分存在温度差就会有热传递发生，并且一直持续到温度相同时为止。

3、热传递的方式

热传递的方式有传导、对流和辐射三种

方式

传导

对流

辐射

区别

传热特点

热沿物体传导

靠物质流动传热

沿直线传热

媒介物质

固体传热的主要方式

液体、气体传热的主要方式

不需要媒介物质，可在真空中进行

相同点

必须有温度差才能进行

热总是从温度高的地方传向温度低的地方

三、内能：

1、分子动能

分子在不停地做无规则热运动，因此分子具有动能；物体温度越高，分子运动越快，其平均动能越大。

2、分子势能

由于分子间具有一定的距离，存在相互作用力，所以分子间具有势能。

3、内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。

4、影响内能的因素

=1\*GB3①温度：影响物体内能的最主要因素，在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。

=2\*GB3②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。

=3\*GB3③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。

=4\*GB3④状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。如晶体熔化，水沸腾时，吸收热量，温度不变，内能增加；晶体凝固时，放出热量，温度不变，内能减少。

5、改变物体内能的两种方式：

A、做功

①外界对物体做功，物体的内能会增大（例如：摩擦生热）；物体对外做功，物体内能会减小。（例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）

②实质：能量从一种形式的能（其它形式的能）转化为另一种形式的能。（内能）

B、热传递

=1\*GB3①热传递：温度不同的两个物体互相接触，热量从高温物体向低温物体，低温物体温度升高，高温物体温度降低的过程叫热传递。

=2\*GB3②热传递条件：物体之间有温度差。

=3\*GB3③传递方向：能量从高温物体传递到低温物体。

=4\*GB3④热传递的结果：高温物体温度降低，内能减少；低温物体温度升高，内能增加；持续到两物体的温度相同为止。

C、热量：Q

定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。单位：焦耳，符号是J。

实质：能量(内能)从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分的过程。(也就是说内能在物体间的转移，能的形式并未发生变化)

※做功和热传递，它们对于改变物体的内能是等效的。

四、热量、温度和内能的关系：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”

①热量是一个过程量，只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。所以物体本身没有热量，不能说某个物体具有多少热量，更不能比较两个物体热量的大小。

②内能是一个状态量，但是它具有不可测量性，所以不能说物体具有多少的内能。

③在热传递过程中，热量从高温物体传到低温物体，而不能说将高温物体的温度传递给了低温物体。

④温度、内能、热量是热学中三个重要的物理量。它们之间既有区别，又有联系。热量的大小与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。

※物体的内能与机械能的比较

内能

机械能

定义

物体中所有分子热运动动能与分子势能的总和

物体的动能、重力势能和弹性势能的统称

决定因素

与物体的温度、体积、物态和分子数有关

跟宏观运动状态、参考系和零势能点的选取有关

量值

任何物体都有内能

可以为零

测量

无法测量

可测量

本质

微观分子的运动和相互作用的结果

宏观物体的运动和相互作用的结果

运动形式

热运动

机械运动

联系

在一定条件下可以相互转化，能的总量守恒

二、精选练习题

【典例】

1．小林同学通过观察发现，汽车的排气管位于汽车的底盘下面，通过查阅相关资料他还了解到：汽车发动机内的燃料燃烧时产生的内能除了一部分转换为机械能之外，还有相当一部分直接从排气管中直接由烟气带走了。小林思考如果这部分能量能利用起来该多好呀，于是他想到了一个办法如图所示：他将原来的直排气管中部制成螺旋形，让这段螺旋管通过水箱中的水，这样，司机劳累一天后，就可以享用这些热水了，真是一举两得。请你根据以上叙述，回答以下问题：

（1）小林同学设计的这个螺旋状的排烟管的好处是什么？

（2）从排气管中排出的烟气温度比改造前的